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电子铜箔是电子工业的基础材料之一,90%以上用于覆铜箔层压板的生产,近几年又出现了新的应用领域,例如5G产业铜箔、高频高速PCB用铜箔、锂离子电池等。
5G产业与铜箔需求
预计我国三大运营商5G总投资有望超过1.3万亿元,相较于4G时代增长超过60%。在5G商用初期,运营商大规模开展网络建设,5G网络设备投资带来的设备制造收入将成为5G直接经济产出的主要来源,预计2020年,网络设备和终端设备收入合计约4500亿元,占直接经济总产出的94%。在5G商用中期,来自用户和其它行业的终端设备支出和电信服务支出持续增长,预计2025年,上述两项支出分别为1.4万亿和0.7万亿元,占直接经济总产出的64%。在5G商用中后期,互联网企业与5G相关的信息服务收入增长显著,成为直接产出的主要来源,预计2030年,互联网信息服务收入达到2.6万亿元,占直接经济总产出的42%。
高频PCB是指信号在“微波”频带(0.3-3THZ)的毫米波频段。当前5G、汽车通信及部分消费型电子产品用PCB正在向毫米波电路领域发展,电子铜箔将成为不可替代的主要原材料之一。
覆铜板又称覆铜箔层压板、覆铜基板(英文名称为Copper Clad Laminate,简称CCL),是制造印刷线路板(PCB)的关键原材料,也是电子铜箔的用户和下游产品。FR-4是玻璃布基覆铜板的主流产品,主要应用于电脑、通讯、手机等产品。中国虽然已成为世界覆铜板产量的地区,但以纸基覆铜板为主的抵挡板仍占有相当大的比重,FR-4玻璃布基等中高挡覆铜板市场前景广阔,产品附加值远高于纸基板,而且国内经过多年的发展生产设备、工艺技术均更加成熟稳定。
锂电铜箔作为铜箔新兴市场,需求量增长迅速。按国家统计数据预测到2020年国内电动汽车市场保有量不低于500万辆,每年按50-100万辆市场投入量计算,电动公交汽车及电动大货车单台车锂电池铜箔用量不低于200公斤,电动小型乘用车单台车锂电池铜箔用量不低于30公斤,电动汽车用锂电铜箔年市场需求约9-15万吨,已接近覆铜板铜箔市场用量。锂电池不仅在手机、手提电脑、电动汽车、电动自行车中得到普遍应用,而且在航空航天、人造卫星和储能方面得到应用。由于锂电池体积小、高容量和多次充放电的优点,在解决电网波峰波谷用电不平衡的储能领域优势明显,预测其市场前景可以和电动汽车市场相媲美。锂电池的广阔发展前景也给锂电池材料产业带来巨大的发展空间。
从市场来看,2018年锂电铜箔产量同比增长29.20%,达14.60万吨。未来几年,受锂离子电池市场增长带动,尤其是动力电池对锂电铜箔需求将保持高增长的态势,锂电铜箔市场将延续着高增长的态势,预计未来四年产量CAGR达24%,到2020年产量将突破20万吨。
2013-2020年锂电铜箔产量分析及预测
数据来源:公开资料整理
2019年中国锂电铜箔产量为11.62万吨,未来几年,在新能源汽车产业受国家政策大力支持的背景下,动力电池将带动中国锂电铜箔市场保持着高速增长的趋势,预计到2020年中国锂电铜箔产量将达14.85万吨。
2013-2020年中国锂电铜箔产量分析及预测(万吨)
数据来源:公开资料整理
2014-2020年中国新能源汽车产量及增速
数据来源:公开资料整理
2014-2020年中国动力电池产量及增速(GWh)
数据来源:公开资料整理
在5G产业快速发展的大环境下,PCB铜箔的产能尚未出现快速增长,但PCB行业受到5G市场蓬勃发展影响,作为产业链的电子部件,其原材料CCL和PCB用铜箔的未来需求很大,PCB用铜箔的供需情况将得到边际改善。
从中长期来看,新能源汽车的渗透率加速,伴随着5G时代对于电池的更高需求,锂电铜箔的需求增长也会大大提高。
1.3覆铜板市场分析
覆铜板简称CCL,它是制造印刷线路板(PCB)的上游主要材料,对于PCB印制线路板的性能、质量、制造中的加工性、制造成本等都非常重要。
为了满足高频电路需求,目前覆铜板厂商对于基板材料主要从以下三个角度进行改进:树脂改性:采取极性更低、介电常数(Dk)/损耗因子(Df)更小的树脂体系;玻璃纤维改性:玻纤增强材料是复合材料中力学强度的主要承担者,通过对不同品种的玻纤合理进行混杂、选配实现介电性能、加工性能与成本之间的平衡。调整PCB介质布层:除了对基板本身材料的改性外,还可以通过调整多层介质的分布来提高基板的介电性能,即仅在影响高频信号传输的介质层采用低Dk/Df的高频材料,并且由于高频基材价格远高于常规FR-4基材,高频基材和常规基材的混压叠层结构可以有效降低成本。目前商业化的高频高速覆铜板产品包括热塑性与热固性两大类,具体如PTFE/陶瓷填料基材、烃类热/陶瓷材料基材、热性工程塑料/陶瓷填料基材、LCP基材等(不排除未来出现更合适的新型复合材料的可能),加工厂家在具体选型时不仅考虑基板损耗,还会考虑材料本身的可加工性,未来PTFE氟树脂、碳氢系树脂、聚苯醚等树脂多样化将成为演变趋势。
典型商用薄型高频基材
数据来源:公开资料整理
随着通信行业从低频向高频发展,高频高速覆铜板应用市场广阔,近年的商业化应用领域主要以汽车电子毫米波雷达为主,在汽车自动化、电动化、娱乐化、联网化趋势下,辅助驾驶系统渗透率逐步提升,汽车雷达出货量年年提升,将持续带动超高频电路基材需求,这是具备相关产品量产能力的供应商在5G规模投资期到来之前的主要“小蓝海”市场,这一市场增速有望在5G网络建设完善后大幅提升,我们预计汽车毫米波雷达带来的高频覆铜板基材2018-2025年合计累计需求规模约165亿元。
2018年PCB产业总产值达623.96亿美元,同比增长6.0%,预测未来五年PCB市场将保持温和增长,物联网、汽车电子、工业4.0、云端服务器、存储设备等将成为驱动PCB需求增长的新方向。
2007-2023年PCB产值及增长率
数据来源:公共资料整理
受益于PCB产能向中国转移以及下游蓬勃发展的电子终端产品制造的影响,中国PCB行业整体呈现较快的发展趋势,2006年中国PCB产值超过日本,中国成为一大PCB制造基地,受通讯电子、计算机、消费电子、汽车电子、工业控制、、国防及航空航天等下游领域强劲需求增长的刺激,近年我国PCB行业增速明显高于PCB行业增速。2018年,我国PCB行业产值达到327.02亿美元,同比增长10.0%。
2007-2023年中国PCB产值及增长率
数据来源:公共资料整理
2018年PCB产值地区分布(亿美元)
数据来源:公共资料整理
中国内地地区PCB产业已占半壁江山。2017年中国内地的PCB产量占据了PCB产量的50%以上,已然成为PCB行业的半壁江山,并且美、日、欧等地区的PCB产业规模还在缩减当中,中国内地凭借较低的人力成本,政府招商引资鼓励政策,未来中国内地占比还将继续提升。PCB产业东移趋势持续。随着中国内地PCB厂商技术实力进步,将逐步缩小与境外企业的差距;从PCB厂商的扩产节奏来看,未来1-3年大部分的产能释放将主要由内资厂商所带来,中国台湾PCB企业在这次扩产过程中扩充的产能相对来说较少,内资龙头厂商或将中国内地PCB产值增长。